Основные принципы планирования экспериментов

При моделировании необходимо обеспечить условия адекватности модели. Модель называют адекватной, если в оговоренной области варьирования факторов , полученные с помощью модели значения функций отклика отличаются от истинных не более чем на заданную величину.

Цель планирования эксперимента – получение максимума информации о свойствах исследуемого объекта при минимуме опытов.

Планирование осуществляют как активного, так и пассивного эксперимента. Планируемый активный эксперимент при прочих равных условиях точнее и информативнее пассивного. Вычислительные эксперименты всегда являются активными.

При планировании активных экспериментов используют следующие принципы:

1. Отказ от полного перебора всех возможных состояний объекта;

2. Постепенное усложнение математической модели;

3. Сопоставление результатов эксперимента с величиной случайных помех;

4. Рандомизация опытов;

5. Оптимальное планирование эксперимента.

При проведении эксперимента имеет место как случайная, так и систематическая помеха. Наличие математической помехи не обнаруживается и результат ее воздействия на функцию отклика не поддается контролю.

Если специально создать случайную ситуацию (организовать), то систематическую помеху можно перевести в разряд случайных, то есть провести рандомизацию.

К факторам в активном эксперименте предъявляются требования. Они должны быть:

1. управляемыми (установка заданных значений и поддержание постоянными в процессе опыта);

2. совместимыми (их взаимное влияние не должно нарушать процесс функционирования объекта);

3. независимыми (уровень любого фактора должен устанавливаться независимо от уровней остальных);

4. однозначными (одни факторы не должны быть функцией других);

5. непосредственно влияющими на выходные параметры.

Функции отклика должны быть:

1. численно измеряемыми;

2. иметь четкий физический смысл;

3. однозначными (характеризовать только одно свойство объекта);

4. информативными (полностью характеризовать определенное свойство объекта);

5. статистически эффективными (измеряться с достаточной точностью с целью сокращения дублирования опытов).